化学电池：从日常生活到电动汽车动力的变革

化学电池：从日常生活到电动汽车动力的变革

1.化学电池

化学电池是指通过电化学反应将正负极活性物质的化学能转化为电能的一类装置。经过长期的研究和发展，化学电池迎来了品种繁多、应用广泛的局面，小到只有一栋大楼才能容纳的庞大装置，大到以毫米为单位的品种，无时无刻不在服务着我们美好的生活。现代电子技术的发展对化学电池提出了非常高的要求，化学电池技术的每一次突破都带来电子设备的革命性发展。现代社会人们的日常生活越来越离不开化学电池，现在世界上许多电化学科学家都将兴趣集中在作为电动汽车动力的化学电池领域。

2.干电池和液电池

干电池和液体电池的区别仅限于电池发展的早期。最早的电池由一个装有电解液的玻璃容器和两个电极组成。后来，出现了基于糊状电解质的电池，也称为干电池。

还有“液体”电池。这些电池通常非常大。例如，用作不间断电源或与太阳能电池配合使用的大型固定铅酸电池。对于移动设备，有些使用完全密封、免维护的铅酸电池，这种电池已成功使用多年，其中电解质硫酸由硅胶固定或由玻璃纤维隔板吸收。

3. 一次性电池和充电电池

一次性电池俗称“一次性”电池，因为不能充电，电量耗尽后只能扔掉。常见的一次性电池有碱锰电池、锌锰电池、锂电池、银锌电池、锌空气电池、锌汞电池和镁锰电池。

充电电池常见的有铅酸电池、镍镉电池、镍铁电池、镍氢电池、锂离子电池等，其优点是循环寿命长，可完全充放电200次以上，部分充电电池的负载能力比多数一次性电池还要高。普通的镍镉、镍氢电池在使用过程中，有独特的记忆效应，给使用带来不便，常常导致电池过早失效。

4.燃料电池

燃料电池是一种通过电化学反应将燃料的化学能直接转化为电能的装置。

5.染料敏化太阳能电池

●电池的安全检测项目有哪些？

内部短路测试

持续充电测试

过度充电

大电流充电

强制放电

跌落测试

高处跌落测试

渗透测试

平面压溃试验

切割实验

低压搁置试验

热滥用实验

浸水试验

燃烧试验

高压实验

烘焙实验

电子炉

一般分为：1号、2号、3号、5号、7号，其中5号和7号特别常用。所谓AA电池就是5号电池，AAA电池就是7号电池！AA和AAA都表示电池型号。

例如：

AA也就是我们通常所说的5号电池，一般尺寸为：直径14mm，高度49mm；

AAA就是我们通常所说的7号电池，它的一般尺寸为：直径11mm，高度44mm。

以下内容来自本站：镍氢电池论坛网友补充

还包括一些电池知识：

先说一下常见的型号“AAAA、AAA、AA、A、SC、C、D、N、F”

AAAA 型号比较少见，但偶尔也能看到一次性 AAAA 碱性电池，一般用在电脑笔上。标准 AAAA（平头）电池高度为 41.5±0.5mm，直径为 8.1±0.2mm。

AAA电池比较常见，大部分MP3都使用AAA电池，标准AAA（平头）电池高度为43.6±0.5mm，直径为10.1±0.2mm。

AA尺寸的电池更是为人所熟知，数码相机、电动玩具都少不了AA电池，标准的AA（平头）电池高度为48.0±0.5mm，直径为14.1±0.2mm。

只有一个A的电池不常见，这个系列通常用作电池组中的电芯，我经常为别人更换旧相机中的NiCd和NiMH电池，而且几乎都是4/5A或4/5SC电芯，标准的A（平头）电池高度为49.0±0.5mm，直径为16.8±0.2mm。

SC 型也不常见。它通常是电池组中的电池芯，常见于电动工具、相机和进口设备。标准 SC（平头）电池的高度为 42.0±0.5mm，直径为 22.1±0.2mm。

C型是2号电池，用途比较多，标准C型（平头）电池高度为49.5±0.5mm，直径为25.3±0.2mm。

D型电池是1号电池，用途广泛，民用、军用、专用直流电源等都有使用。标准D型（平头）电池高度为59.0±0.5mm，直径为32.3±0.2mm。

N型不常见，不知道是干什么用的，标准的N（平头）电池高度为28.5±0.5mm，直径为11.7±0.2mm。

F型电池是现在电动自行车新一代动力电池，大有取代铅酸免维护电池的趋势，一般作为电池芯使用（个人看法：其实单独使用的话太大了，哈哈）。标准的N（平头）电池高度为89.0±0.5mm，直径为32.3±0.2mm。

大家注意到“平头”两个字，就是指电池正极是平的，没有凸起，用于电池组点焊，一般同型号的尖头（可做单块电池使用）要高出0.5mm。诸如此类，我就不一一解释了。另外，很多电池并不是常规的“AAA、AA、A、SC、C、D、N、F”这几个主要型号，而前面往往会有分数“1/3、2/3、1/2、2/3、4/5、5/4、7/5”，这些分数代表的是电池体对应的高度，比如“2/3AA”就表示高度是一般AA电池的2/3；再比如“4/5A”就表示高度是一般A电池的4/5。

还有一种表示型号的方法，就是五位数字，例如14500、17490、26500。前两位表示电芯直径，后三位表示电芯高度。例如14500表示AA电池，直径约为14mm，高度约为50mm。

充电电池的记忆效应

这种效应在早期的镍镉电池中最为明显。每次给电池充电时，氢氧化镉都会在负极处与电极发生反应，生成金属镉沉积在负极表面。放电时，负极表面的金属镉又发生反应生成氢氧化镉。这是一种溶解和沉积反应。当充放电不完全时，电极中的镉金属会慢慢产生大的晶体，阻碍后续的化学反应，造成电容量的大幅下降。这就是所谓“记忆效应”的原因。

镍镉电池有很强的记忆效应，充放电不良很容易导致可用容量减少。大约需要十次完全充电和放电。如果已经存在记忆效应，可以连续进行三到五次完全充电和放电循环以消除记忆。

镍氢电池的记忆效应较弱，所以使用50次左右后只需完全充放电一次即可。锂电池没有记忆效应，所以一定不能放电，否则只会损坏电池结构，缩短电池寿命。

废旧电池

近两年，废旧电池对环境的影响成为国内媒体热议话题之一。有报道称电池造成严重的环境污染，一节电池就能污染数十万立方米的水。甚至有报道称用生活垃圾处理的废旧电池会造成如日本水俣病一样的危害。这些报道在社会上引起了很大的反响，许多热爱环保的人士和团体纷纷开展或参与回收废旧电池的活动。

不过，国家环保总局人士认为，废旧电池并不需要集中收集，此前关于废旧电池对环境危害的报道缺乏科学依据，在一定程度上误导了公众。那么，废旧电池该如何科学处理呢？本文就此问题进行简单介绍，希望能够帮助大家更加科学地了解废旧电池处理问题，更好地保护我们的环境。

废旧电池中含有哪些污染物？

清华大学环境科学与工程系博士生导师聂永丰教授带领研究团队，对废旧电池的危害及处理进行研究。他表示，近年来，关于废旧电池对环境危害的报道确实不少，但遗憾的是，这些报道并没有向读者或观众说明支撑其结论的科学研究内容，没有向读者介绍其分析推理过程，也没有列举干电池造成污染的实际案例，只是得出“污染严重”的结论。

废旧电池中含有哪些有害物质？这些物质通过什么机制释放到环境中？它们会在多大程度上对环境造成破坏？国内外有无废旧干电池造成严重污染的案例？发达国家又是如何解决这个问题的？带着这些问题，课题组进行了全面深入的调查，得出的结论与一些新闻报道相去甚远，这些报道确实有些不切实际和偏激。

聂教授介绍，电池产品可分为三类：一次干电池（普通干电池）、二次干电池（可充电电池，主要应用于手机、电脑）、铅酸电池（主要应用于汽车）。其中，普通干电池应用最为广泛，最受公众关注，报道也最多。下文中提到的电池均指普通干电池。

电池中主要含有铁、锌、锰等，还含有微量的汞，具有毒性。一些报道笼统地说电池中含有汞、镉、铅、砷等物质，这是不准确的。其实，市民日常生活中使用的普通干电池在生产过程中并不需要添加镉、铅、砷等物质。

废旧电池中的汞不会对环境造成威胁

汞的挥发温度低，是一种毒性很大的重金属，很多地方的土壤中也含有微量的汞。在含汞产品的开采、提炼、加工过程中，如果遏制措施不完善，释放到空气中的汞（蒸气）会对操作人员的健康造成很大的影响。

电池中虽然含有汞，但由于是添加剂，含量极少，即使是高汞电池，汞含量一般也不足电池重量的千分之一。我国电池行业全年用汞量，大致相当于一家生产汞基聚氯乙烯、汞基金矿或高汞铅锌矿的企业一年排放的废水中的汞量。由于电池消费面积大，含汞废电池进入生活垃圾处理系统，其影响远小于上述化工企业排放含汞废水造成的影响。而且电池采用不锈钢或碳钢作为外护套，有效防止了汞的泄漏，因此废电池散落在生活垃圾中，危害微乎其微，客观上不可能造成水俣病等危害。 日本的水俣病是由于化学公司几十年来向河流排放大量含汞废水，汞逐渐在下游水系中积累引起的。

含汞电池正在被无汞电池取代

当然，含汞的废旧电池对环境确实有负面影响（即使影响很小）。因此，1997年底，国家经贸委、中国轻工业总联合会等九部门联合发布了《限制电池中汞含量的规定》，借鉴发达国家的经验，要求国内电池生产企业逐步降低电池中汞含量。国内销售的电池必须在2002年达到低汞水平，2006年达到无汞水平。

从实际进展来看，国内电池制造业正按照《条例》的要求，逐步降低电池中的汞含量。据中国电池工业协会提供的数据，我国电池年产量180亿只，出口约100亿只，国内年消费约80亿只，已基本达到低汞标准（汞含量小于电池重量的0.025%）。其中，约有20亿只已达到无汞标准（汞含量小于电池重量的0.001%）。

聂教授最后强调，目前国内外尚无关于废旧电池造成严重污染的报道和科研数据，所谓废旧电池污染环境的说法缺乏科学依据，也误导了公众。

废旧电池集中回收不当将造成污染

像一些报道所呼吁的那样，在我国建设一个可以批量处理废旧电池的专业工厂，这是否可行？国家环保总局污染控制司固体废物司工程师彭德富说，建设一个废旧电池回收处理厂需要投资1000多万元，每年至少要回收4000吨废旧电池，工厂才能运转起来。事实上，回收如此大量的废旧电池，难度非常大。以首都北京为例，在大力宣传和鼓励下，仅用了3年时间就回收了200多吨。而在环保模范城市杭州，废旧电池的回收率也只有10%。据了解，目前已在瑞士和日本建成的两家可以处理利用废旧电池的工厂，由于资源匮乏，现在也经常处于停工状态。这迫使我们必须慎重考虑投资建设回收工厂的问题。

彭德富还表示，这些集中处理的废旧电池还有一种处理方式，就是按照危险废物处理方法填埋或储存，但这种方式每吨要花费三四千元，也存在没有资金的问题。据了解，四川一家小企业打着“环保”的旗号，利用周六、周日让小学生帮忙用锤子敲开收集到的废旧电池，把有价值的电池壳回收当废铁卖掉，残渣则随意丢弃。废旧电池不会对环境造成威胁。很重要的一点是，电池外面包裹着不锈钢或碳钢，可以有效防止汞的泄漏。如果把废旧电池的不锈钢或碳钢外壳敲开，里面所含的汞就很容易渗出，结果电池里的有害物质污染环境，危害小学生的身体健康。这是绝对不允许的，必须严格禁止。

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化学组成 - 正极：二氧化锰 负极：锌 电解液：氢氧化钾

专用电池

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一次性锂电池

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